JP2003005273A - Imaging device - Google Patents

Imaging device

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JP2003005273A
JP2003005273A JP2001186967A JP2001186967A JP2003005273A JP 2003005273 A JP2003005273 A JP 2003005273A JP 2001186967 A JP2001186967 A JP 2001186967A JP 2001186967 A JP2001186967 A JP 2001186967A JP 2003005273 A JP2003005273 A JP 2003005273A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging device capable of realizing the image pickup in a wide field range such as in all the directions with high resolution and picking up the image of a moving object. SOLUTION: This imaging device 1 has a reflection mirror 2 whose mirror surface is arranged around a center axis and whose mirror surface has an aperture part to extend to one side of the center axis, a 1st imaging part 11 provided on the outer surface of the mirror 2 and inside a surface obtained by extending the outer surface to the aperture part side, and a 2nd image pickup part 12 opposed to the mirror surface of the mirror 2 and consisting of a plurality of cameras 4 arranged at equal intervals on the same circumference having a center point on the center axis of the mirror 2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、全方位等の広い範
囲を撮像することができる撮像装置に係わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup apparatus capable of picking up an image in a wide range such as all directions.

【0002】[0002]

【従来の技術】全天(全方位)等の広い範囲を撮像する
ために、様々な撮像装置の構成が提案されている。
2. Description of the Related Art Various image pickup device configurations have been proposed in order to image a wide range such as the whole sky (all directions).

【0003】全方位の撮像を行う方法としては、例えば
以下に示す方法がある。 (1)複数のカメラを仮想球面から放射状に配置して撮
像する。 (2)カメラを軸の周囲に回転させて撮像する。 (3)双曲面により構成される凸面鏡から成る反射鏡に
対して、双曲面の第2の焦点にカメラを配置して反射鏡
に映った像をカメラで撮像する。 (4)平面鏡を正多角錐型に配置して構成される反射鏡
の各面に対向してそれぞれカメラを配置して、反射鏡の
各面に映った像を撮像して合成する。
As a method for performing omnidirectional image pickup, for example, the following method is available. (1) A plurality of cameras are arranged radially from an imaginary spherical surface to take an image. (2) Rotate the camera around the axis to take an image. (3) With respect to a reflecting mirror composed of a convex mirror composed of a hyperboloid, a camera is arranged at the second focal point of the hyperboloid, and an image reflected on the reflecting mirror is taken by the camera. (4) Cameras are arranged so as to face the respective surfaces of the reflecting mirror configured by arranging the plane mirrors in a regular polygonal pyramid shape, and the images reflected on the respective surfaces of the reflecting mirror are captured and combined.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た方法では、それぞれ以下のような問題があった。ま
ず、(1)の複数のカメラを仮想球面の中心から放射状
になるように配置する方法では、撮像装置が大きくなっ
てしまい場所を占有してしまうため、撮像位置が仮想球
面の中心から離れてしまう。このため、各カメラの撮像
位置が離れることから、各カメラで撮像した画像にパラ
ラックス(視差)を生じてしまい、各カメラで撮像した
画像を合成する場合に複雑な操作を必要とするという問
題があった。
However, each of the above-mentioned methods has the following problems. First, in the method (1) of arranging a plurality of cameras radially from the center of the phantom spherical surface, the imaging device becomes large and occupies a place. Therefore, the imaging position is away from the center of the phantom spherical surface. I will end up. Therefore, since the imaging positions of the cameras are separated, parallax (parallax) occurs in the images captured by the cameras, and a complicated operation is required when the images captured by the cameras are combined. was there.

【0005】次に、(2)のカメラを回転する方法で
は、回転にある程度の時間を要するため、動きのある被
写体を撮影することが困難になる。
In the method (2) of rotating a camera, it takes a certain amount of time to rotate, so that it is difficult to photograph a moving subject.

【0006】また、(3)の双曲面から成る反射鏡の第
2の焦点にカメラを配置する方法では、全天(全方位)
の撮像を行うことができるが、カメラが1つしか配置で
きないため、解像度を上げるのに限界があった。即ち全
天を高い解像度で撮像することができなかった。
Further, in the method of arranging the camera at the second focal point of the reflecting mirror composed of the hyperboloid of (3), all the sky (all directions)
However, there is a limit to increase the resolution because only one camera can be arranged. That is, the whole sky could not be imaged with high resolution.

【0007】さらに、(4)の正多角錐型に平面鏡を配
置して複数のカメラで反射した像を撮像する方法では、
平面鏡により反射させるため、画角が90°以下となる
ので、全天を撮像するには充分ではなかった。
Further, in the method (4) of arranging plane mirrors in a regular polygonal pyramid shape and capturing images reflected by a plurality of cameras,
Since it is reflected by a plane mirror, the angle of view becomes 90 ° or less, which is not sufficient to image the whole sky.

【0008】上述した問題の解決のために、本発明にお
いては、全方位等の広い視野範囲を高い解像度で撮像す
ることができ、かつ動きのある被写体も撮像することが
できる撮像装置を提供するものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an image pickup apparatus capable of picking up a wide field of view such as all directions with high resolution and also a moving subject. It is a thing.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の撮像装置は、中
心軸の周囲に鏡面が配置され、この鏡面が中心軸の一方
の側に広がって開口部を有する反射鏡と、反射鏡の外面
及び反射鏡の外面を開口部側に延長した面の内部に設け
られた第1の撮像部と、反射鏡の鏡面に対向し、かつ反
射鏡の中心軸上に中心点を有する同一円周上に等間隔に
配置された複数のカメラから成る第2の撮像部とを有す
るものである。
In the image pickup device of the present invention, a mirror surface is arranged around a central axis, the mirror surface spreads to one side of the central axis and has an opening, and an outer surface of the reflective mirror. And a first imaging unit provided inside a surface extending the outer surface of the reflecting mirror toward the opening side, and on the same circumference that faces the mirror surface of the reflecting mirror and has a center point on the central axis of the reflecting mirror. And a second image pickup unit including a plurality of cameras arranged at equal intervals.

【0010】上述の本発明の撮像装置の構成によれば、
第1の撮像部により反射鏡の内部から開口部側の方向の
撮像を行うことができる。また、第2の撮像部により反
射鏡の鏡面に対向したカメラで反射鏡に映った像を撮像
することができ、反射鏡に映る広い領域の撮像を行うこ
とができる。さらに、第2の撮像部の複数のカメラは反
射鏡の中心軸上に中心点を有する同一円周上に等間隔に
配置されていることにより、反射鏡に映った像をパララ
ックス(視差)によるずれを生じないで撮像することが
できる。
According to the above-mentioned configuration of the image pickup apparatus of the present invention,
The first image capturing unit can capture an image from the inside of the reflecting mirror toward the opening side. Further, the second imaging unit can capture the image reflected on the reflecting mirror by the camera facing the mirror surface of the reflecting mirror, and can image the wide area reflected on the reflecting mirror. Further, since the plurality of cameras of the second imaging unit are arranged at equal intervals on the same circumference having the center point on the central axis of the reflecting mirror, the images reflected on the reflecting mirror are parallaxed. It is possible to take an image without causing a shift due to.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明は、中心軸の周囲に鏡面が
配置され、この鏡面が中心軸の一方の側に広がって開口
部を有する反射鏡と、反射鏡の外面及び反射鏡の外面を
開口部側に延長した面の内部に設けられた第1の撮像部
と、反射鏡の鏡面に対向し、かつ反射鏡の中心軸上に中
心点を有する同一円周上に等間隔に配置された複数のカ
メラから成る第2の撮像部とを有する撮像装置である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, a mirror surface is arranged around a central axis, the mirror surface spreads to one side of the central axis and has an opening, and the outer surface of the reflective mirror and the outer surface of the reflective mirror. The first imaging unit provided inside the surface extending toward the opening side and the first imaging unit, which are arranged at equal intervals on the same circumference facing the mirror surface of the reflecting mirror and having a center point on the central axis of the reflecting mirror. And a second image capturing section including a plurality of captured cameras.

【0012】また本発明は、上記撮像装置において、第
1の撮像部が1つの魚眼レンズを有してなり、この魚眼
レンズの撮像中心が反射鏡の中心軸上にある構成とす
る。
According to the present invention, in the above-mentioned image pickup apparatus, the first image pickup section has one fisheye lens, and the image pickup center of the fisheye lens is on the central axis of the reflecting mirror.

【0013】また本発明は、上記撮像装置において、反
射鏡が双曲面形又は放物面形である構成とする。
Further, according to the present invention, in the above-mentioned image pickup device, the reflecting mirror has a hyperboloidal shape or a parabolic shape.

【0014】また本発明は、上記撮像装置において、反
射鏡が双曲面形又は放物面形であり、かつ第2の撮像部
が焦点の短いカメラと焦点の長いカメラとを交互に配置
した構成とする。
According to the present invention, in the above-mentioned image pickup apparatus, the reflecting mirror has a hyperboloidal shape or a paraboloidal shape, and the second image pickup section alternately has a short focus camera and a long focus camera. And

【0015】また本発明は、上記撮像装置において、反
射鏡が平面鏡を正多角錐型に配置した構成とする。
Further, according to the present invention, in the above image pickup device, the reflecting mirror has a configuration in which plane mirrors are arranged in a regular polygonal pyramid shape.

【0016】また本発明は、上記撮像装置において、第
1の撮像部及び第2の撮像部によりそれぞれ撮像された
映像の信号を合成する信号合成手段を有する構成とす
る。
Further, according to the present invention, in the above-mentioned image pickup apparatus, there is provided a configuration having a signal synthesizing means for synthesizing the signals of the images respectively picked up by the first image pickup section and the second image pickup section.

【0017】図1は、本発明の一実施の形態として、撮
像装置の概略構成図(側面図)を示す。この撮像装置1
は、放物面で構成された凸面鏡から成る反射鏡2と、第
1の撮像部11と、第2の撮像部12とを有して構成さ
れている。
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram (side view) of an image pickup apparatus as an embodiment of the present invention. This imaging device 1
Includes a reflecting mirror 2 formed of a convex mirror formed of a parabolic surface, a first image pickup section 11, and a second image pickup section 12.

【0018】反射鏡2は、放物面の中心軸を鉛直方向と
して、上方に開口部を有するように配置されている。そ
して、反射鏡2の表面は光を反射するように構成され
る。
The reflecting mirror 2 is arranged so that the central axis of the parabolic surface is the vertical direction and has an opening above. Then, the surface of the reflecting mirror 2 is configured to reflect light.

【0019】第1の撮像部11は、反射鏡2の外面及び
反射鏡2の外面を延長した面内であり、かつ反射鏡2の
中心軸上である位置に設けられた魚眼レンズ(広角レン
ズ)3を有するカメラにより構成されている。この魚眼
レンズ3を有するカメラの撮像画角βは、例えば120
°程度の広い角度とする。
The first image pickup unit 11 is a fish-eye lens (wide-angle lens) provided at a position on the outer surface of the reflecting mirror 2 and on a plane extending from the outer surface of the reflecting mirror 2 and on the central axis of the reflecting mirror 2. It is composed of a camera having three. The imaging angle of view β of the camera having the fisheye lens 3 is, for example, 120
Wide angle of about °.

【0020】第2の撮像部12は、基体6上の複数のカ
メラ4により構成する。この複数のカメラ4は、後述す
るように、基体6の上面の同一円周上に等間隔に配置さ
れる。
The second image pickup section 12 comprises a plurality of cameras 4 on the base 6. As will be described later, the plurality of cameras 4 are arranged at equal intervals on the same circumference of the upper surface of the base 6.

【0021】第1の撮像部11及び第2の撮像部12の
カメラには、図示しないが撮像素子を有する。例えばC
CD固体撮像素子等の固体撮像素子を備えて構成する。
尚、図1中5は、反射鏡2を支持する柱であるが、その
内部には魚眼レンズ3で撮像した信号を破線で示す反射
鏡内の第1の撮像部11の柱状の部分を通じて基体6側
に送る信号線等が設けられる。
The cameras of the first image pickup section 11 and the second image pickup section 12 have an image pickup element (not shown). For example, C
It is configured by including a solid-state image sensor such as a CD solid-state image sensor.
In FIG. 1, reference numeral 5 denotes a column that supports the reflecting mirror 2. Inside the column, a base 6 is provided through a columnar portion of the first imaging unit 11 in the reflecting mirror in which a signal captured by the fisheye lens 3 is shown by a broken line. A signal line for sending to the side is provided.

【0022】また、図1の撮像装置1における平面配置
を示すために、図1の撮像装置1を上方から透視した平
面図を図2に示す。第2の撮像部12は、基体6の上面
において反射鏡2の中心軸上に中心点を有する同一円周
上に等間隔に配置された8個のカメラ4により構成され
ている。これら8個のカメラ4は、その撮像方向が鉛直
方向即ち反射鏡2の中心軸方向と一致する方向となるよ
うに配置されている。
Further, in order to show the plane arrangement in the image pickup apparatus 1 of FIG. 1, a plan view of the image pickup apparatus 1 of FIG. 1 seen through from above is shown in FIG. The second imaging unit 12 is composed of eight cameras 4 arranged on the upper surface of the base 6 at equal intervals on the same circumference having a center point on the central axis of the reflecting mirror 2. These eight cameras 4 are arranged so that the imaging direction thereof is the vertical direction, that is, the direction that coincides with the central axis direction of the reflecting mirror 2.

【0023】これらのカメラ4は、反射鏡2に反射した
像を撮像する構成とされることにより、それぞれ図2中
矢印で示す撮像方向を分担して撮像することになる。
Since these cameras 4 are constructed so as to pick up the image reflected by the reflecting mirror 2, the cameras 4 share the image pickup directions indicated by the arrows in FIG. 2, respectively.

【0024】第1の撮像部11の魚眼レンズ3の撮像中
心は、反射鏡2の中心軸上にある。第2の撮像部12の
カメラ4(4A,4B)は、もし反射鏡2がないとした
場合に反射鏡2の内部の中心軸上にある点(放物面や双
曲面の焦点)に撮像中心が配置された状態と同じ像が得
られる。このため、第2の撮像部12のカメラ4(4
A,4B)の撮像中心は、反射鏡2の中心軸上にあると
も言える。このように、第1の撮像部11の撮像中心
と、第2の撮像部12の撮像中心とがいずれも反射鏡2
の中心軸上にあることから、これらを非常に近くするこ
とができる。従って、撮像画像のパララックス(視差)
を極めて小さくすることができる。
The image pickup center of the fisheye lens 3 of the first image pickup section 11 is on the central axis of the reflecting mirror 2. The camera 4 (4A, 4B) of the second image pickup unit 12 takes an image at a point (parabolic surface or hyperboloidal focus) on the central axis inside the reflecting mirror 2 if the reflecting mirror 2 is not present. The same image as in the centered state is obtained. Therefore, the camera 4 (4
It can be said that the imaging center of (A, 4B) is on the central axis of the reflecting mirror 2. In this way, both the imaging center of the first imaging unit 11 and the imaging center of the second imaging unit 12 are the reflecting mirror 2.
Since they are on the central axis of, they can be very close together. Therefore, the parallax of the captured image
Can be extremely small.

【0025】さらに、本実施の形態においては、第2の
撮像部12の8個のカメラ4を、焦点位置の異なる2種
類のカメラ4A及び4Bにより構成し、交互に焦点位置
の近いカメラ4Aと焦点位置の遠いカメラ4Bとを配置
している。即ち図2の上下左右方向に焦点位置の近いカ
メラ4Aを配置し、斜め方向に焦点位置の遠いカメラ4
Bを配置している。
Further, in the present embodiment, the eight cameras 4 of the second image pickup section 12 are composed of two types of cameras 4A and 4B having different focal positions, and the cameras 4A having close focal positions alternately. The camera 4B far from the focus position is arranged. That is, a camera 4A having a close focus position is arranged in the vertical and horizontal directions of FIG.
B is arranged.

【0026】このように構成することにより、焦点位置
の近いカメラ4Aで反射鏡2の中心部付近に映った像を
撮像し、焦点位置の遠いカメラ4Bで反射鏡2の周辺部
に映った像を撮像することができる。
With this configuration, the camera 4A having a close focus position captures an image near the center of the reflecting mirror 2 and the camera 4B having a far focus position captures an image around the reflecting mirror 2. Can be imaged.

【0027】上述したように第2の撮像部12の8個の
カメラ4(4A,4B)による撮像中心は反射鏡2の中
心軸上にある。即ち撮像中心は、8個のカメラ4につい
て一致する。しかしながら、反射鏡2が放物面であるた
めに、反射鏡2の放物面に映し出される反射像に対応す
る虚像の位置は、反射鏡2において反射する位置によっ
て異なってくる。このため、虚像の位置により被写体−
反射鏡−カメラの距離が異なってくるため、反射鏡2に
おいて反射する位置により被写体からカメラまでの距離
が異なってくる。
As described above, the image pickup center of the eight cameras 4 (4A, 4B) of the second image pickup section 12 is on the central axis of the reflecting mirror 2. That is, the center of imaging coincides with the eight cameras 4. However, since the reflecting mirror 2 is a parabolic surface, the position of the virtual image corresponding to the reflected image projected on the parabolic surface of the reflecting mirror 2 differs depending on the position reflected by the reflecting mirror 2. Therefore, depending on the position of the virtual image, the subject-
Since the distance between the reflecting mirror and the camera is different, the distance from the object to the camera is different depending on the position of reflection on the reflecting mirror 2.

【0028】このことに対応して、カメラ4に被写界深
度が深いレンズを採用すれば、像のボケは発生しない。
しかしながら、特にカメラ4の撮像位置と反射像の位置
が近い場合は、被写界深度を深くすることが難しくなっ
てしまう。これは、例えば接写レンズを用いる等、被写
界深度を深くすると、撮像された像の明るさが暗くなる
からである。
Correspondingly, if a lens having a deep depth of field is used for the camera 4, no image blur will occur.
However, especially when the image pickup position of the camera 4 and the position of the reflected image are close to each other, it becomes difficult to increase the depth of field. This is because when the depth of field is increased, for example, by using a close-up lens, the brightness of the imaged image becomes dark.

【0029】本実施の形態では、前述したように第2の
撮像部12の8個のカメラ4を、焦点位置の異なる2種
類のカメラ4A及び4Bにより構成し、交互に焦点位置
の近いカメラ4Aと焦点位置の遠いカメラ4Bとを配置
しているため、ピントの合った鮮明な画像が得られ、像
の明るさも充分に得られる。
In the present embodiment, as described above, the eight cameras 4 of the second image pickup section 12 are composed of two types of cameras 4A and 4B having different focal positions, and the cameras 4A having close focal positions alternately. And the camera 4B far from the focus position are arranged, a clear and focused image can be obtained, and sufficient image brightness can be obtained.

【0030】さらに、第2の撮像部12のカメラ4(4
A,4B)は、画角を狭く(例えば30°以下)設定
し、望ましくは0°の画角であるテレセントリックな光
学系を構成させる。このときの光学中心は、反射鏡2の
放物面の焦点位置となり、8個のカメラ4(4A,4
B)で撮像された像を合成すると、あたかも反射鏡2の
放物面の焦点より眺めたような画像が得られる。そし
て、反射鏡2の放物面に映し出された虚像の大きさ即ち
画角αが120°程度となり、広い範囲の画像が得られ
るため、ほとんど死角が少ない画像が得られる。
Further, the camera 4 (4
A, 4B) sets a narrow field angle (for example, 30 ° or less), and forms a telecentric optical system having a field angle of 0 °. The optical center at this time is the focus position of the parabolic surface of the reflecting mirror 2, and the eight cameras 4 (4A, 4A,
When the images taken in B) are combined, an image as if viewed from the focus of the parabolic surface of the reflecting mirror 2 is obtained. Then, the size of the virtual image projected on the parabolic surface of the reflecting mirror 2, that is, the angle of view α is about 120 °, and an image in a wide range is obtained, so that an image with almost no blind spot is obtained.

【0031】尚、反射鏡2には、放物面の代わりに双曲
面から構成された凸面鏡を使用してもよく、図1及び図
2と同様の第1の撮像部11及び第2の撮像部12を有
する撮像装置1を構成することができる。
A convex mirror composed of a hyperboloid may be used as the reflecting mirror 2 instead of the paraboloid, and the first image pickup section 11 and the second image pickup similar to those in FIGS. 1 and 2 may be used. The imaging device 1 having the unit 12 can be configured.

【0032】この反射鏡2を双曲面とした場合にも、8
個のカメラ4の撮像中心の位置がいずれも第2の焦点
(従来の1個のカメラを設ける場合には第2の焦点にカ
メラ配置される)にないため、虚像の位置が異なってく
る。従って、反射鏡2を放物面とした場合と同様に、第
2の撮像部12の8個のカメラ4を、焦点位置の異なる
2種類のカメラ4A及び4Bにより構成し、交互に焦点
位置の近いカメラ4Aと焦点位置の遠いカメラ4Bとを
配置することが望ましい。
Even if the reflecting mirror 2 is a hyperboloid,
Since the position of the image pickup center of each of the cameras 4 is not at the second focus (when the conventional one camera is provided, the camera is arranged at the second focus), the position of the virtual image is different. Therefore, as in the case where the reflecting mirror 2 is a paraboloid, the eight cameras 4 of the second image pickup unit 12 are composed of two types of cameras 4A and 4B having different focus positions, and the focus positions are alternately changed. It is desirable to arrange the near camera 4A and the far camera 4B at the focal position.

【0033】各撮像部11,12により撮像された画像
は、後段に画像処理と信号を合成する信号合成部を設け
て、この信号合成部において信号処理を行うことによっ
て、全方位等の広い範囲の画像に合成することができ
る。
The images picked up by the image pickup units 11 and 12 are provided with a signal synthesizing unit for synthesizing the image processing and signals in the subsequent stage, and the signal synthesizing unit performs the signal processing to obtain a wide range in all directions. Can be combined with the image.

【0034】図1の撮像装置1における撮像信号の合成
処理を行うための構成の一形態のブロック図を図3に示
す。魚眼レンズ3を備えた第1の撮像部11のカメラ
と、第2の撮像部の8個のカメラ4A,4Bには、それ
ぞれCCD固体撮像素子のような撮像素子7が設けられ
ている。この撮像素子7によりそれぞれのカメラに入射
する像を撮像することができる。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of a configuration for performing the image pickup signal synthesizing process in the image pickup apparatus 1 shown in FIG. An image pickup device 7 such as a CCD solid-state image pickup device is provided in each of the camera of the first image pickup unit 11 provided with the fisheye lens 3 and the eight cameras 4A and 4B of the second image pickup unit. An image incident on each camera can be captured by the image sensor 7.

【0035】また、撮像素子7のそれぞれに、同期信号
を供給して、トリガーを合わせることにより信号合成部
8で同時刻に撮像された映像の信号を合成することが可
能なようにすれば、動きのある被写体の映像を時刻を合
わせて合成することが可能になる。
Further, if a synchronizing signal is supplied to each of the image pickup devices 7 and the triggers are adjusted so that the signals of the images picked up at the same time by the signal synthesizing unit 8 can be synthesized, It is possible to synthesize an image of a moving subject at the same time.

【0036】撮像素子7により撮像して得られた映像信
号は、後段の鎖線で示す信号合成部8に送られる。この
信号合成部8は、例えば図1の基体6内や撮像装置1の
外部に設けられる。
The video signal obtained by picking up the image by the image pickup device 7 is sent to the signal synthesizing section 8 shown by the chain line in the latter stage. The signal synthesizing unit 8 is provided, for example, inside the base 6 of FIG. 1 or outside the image pickup apparatus 1.

【0037】信号合成部8には、魚眼レンズ3により撮
像された第1の撮像部11の映像信号を処理する信号処
理部101と、第2の撮像部12のうち焦点位置の近い
4個のカメラ4Aの映像信号を合成処理する信号処理部
102Aと、第2の撮像部12のうち焦点位置の遠い4
個のカメラ4Bの映像信号を合成処理する信号処理部1
02Bとをそれぞれ有する。さらに、信号合成部8に
は、これら信号処理部101,102A,102Bで処
理して得られた信号を合成する合成処理部103を有す
る。
The signal synthesizing unit 8 includes a signal processing unit 101 for processing a video signal of the first image pickup unit 11 picked up by the fisheye lens 3 and four cameras of the second image pickup unit 12 which are close in focus position. The signal processing unit 102A for synthesizing the 4A video signal and the second imaging unit 12 which is far from the focal position
A signal processing unit 1 for synthesizing the video signals of the individual cameras 4B
02B and respectively. Further, the signal synthesizing unit 8 has a synthesizing processing unit 103 for synthesizing the signals obtained by processing by the signal processing units 101, 102A and 102B.

【0038】信号合成部8の後段には、例えば合成した
信号を記録又は蓄積する記録/蓄積部104が設けられ
る。さらに記録/蓄積部104に記録又は蓄積された信
号をモニタ9に表示するために表示処理部105が設け
られる。
A recording / accumulation unit 104 for recording or accumulating the combined signals is provided at the subsequent stage of the signal combining unit 8. Further, a display processing unit 105 is provided to display the signal recorded or accumulated in the recording / accumulating unit 104 on the monitor 9.

【0039】このような構成とすることにより、それぞ
れの撮像部11,12で撮像して得られた信号を、信号
合成部8内で合成して、合成した信号を記録/蓄積部1
04に記録又は蓄積し、さらに必要に応じてモニタ9に
表示することができる。
With such a configuration, the signals obtained by picking up images by the image pickup sections 11 and 12 are combined in the signal combining section 8 and the combined signal is recorded / accumulated in the recording / accumulating section 1.
It can be recorded or stored in 04, and can be displayed on the monitor 9 as needed.

【0040】尚、各撮像部11,12で撮像して得られ
た信号を合成処理するための構成は、図3に示した構成
には限定されず、その他の構成を採ることもできる。
The configuration for synthesizing the signals obtained by the image pickup units 11 and 12 is not limited to the configuration shown in FIG. 3, and other configurations can be adopted.

【0041】上述の本実施の形態の撮像装置1によれ
ば、第2の撮像部12では、放物面(双曲面でも同様)
で構成された凸面鏡から成る反射鏡2に映った像を撮像
することにより、撮像画角αを例えば120°程度と大
きくすることができる。これにより、反射鏡2の大きさ
を小さくしても、広い範囲を撮像することが可能にな
る。従って、反射鏡2やカメラ4を小さく構成して撮像
装置1の小型化を図ることができる。例えば撮像部1
1,12を40mm以下にすることも可能になる。
According to the above-described image pickup apparatus 1 of the present embodiment, the second image pickup section 12 has a parabolic surface (the same applies to hyperboloids).
By picking up the image reflected on the reflecting mirror 2 composed of the convex mirror configured as above, the image pickup angle of view α can be increased to, for example, about 120 °. As a result, even if the size of the reflecting mirror 2 is reduced, it is possible to image a wide range. Therefore, it is possible to reduce the size of the image pickup apparatus 1 by making the reflecting mirror 2 and the camera 4 small. For example, the image pickup unit 1
It is also possible to make 1 and 12 40 mm or less.

【0042】また、第1の撮像部11では、魚眼レンズ
(広角レンズ)3を備えたカメラにより上方を撮像する
ことにより、例えば120°程度の大きい撮像画角βで
広い範囲を撮像することができる。従って、第1の撮像
部11で撮像した映像と、第2の撮像部12の8個のカ
メラ4(4A,4B)で撮像した映像を合成して、非常
に広い視野の映像を得ることができる。
Further, in the first image pickup section 11, a wide range can be picked up with a large picked-up angle of view β of, for example, about 120 ° by picking up the upper part with a camera equipped with a fisheye lens (wide-angle lens) 3. . Therefore, the image captured by the first image capturing unit 11 and the image captured by the eight cameras 4 (4A, 4B) of the second image capturing unit 12 can be combined to obtain an image with a very wide field of view. it can.

【0043】また、第2の撮像部12では、8個のカメ
ラ4は、それぞれ4つのカメラで撮像方向を4つの方向
にして撮像領域を分担しているカメラ群4A及び4Bを
有するため、それぞれのカメラ4A,4Bにより高い解
像度で撮像を行うことにより、広い領域を高い解像度で
撮像することが可能になる。
Further, in the second image pickup section 12, the eight cameras 4 each have the camera groups 4A and 4B which respectively share the image pickup areas by making the image pickup directions of the four cameras 4 directions. By capturing images with high resolution by the cameras 4A and 4B, it is possible to capture a wide area with high resolution.

【0044】さらに、第1の撮像部11及び第2の撮像
部12の各カメラに設けた撮像素子7にそれぞれ同期信
号を供給することにより、動きのある被写体の映像を広
い視野で撮像すると共に時間経過に沿って合成すること
ができる。
Further, by supplying the synchronizing signals to the image pickup devices 7 provided in the respective cameras of the first image pickup section 11 and the second image pickup section 12, the image of the moving subject can be picked up in a wide field of view. It can be synthesized over time.

【0045】また、第1の撮像部11の撮像中心と、第
2の撮像部12の撮像中心がいずれも反射鏡2の中心軸
上にあり、非常に近くすることができるため、撮像画像
のパララックス(視差)を極めて小さくすることができ
る。これにより、各カメラにより撮像した画像の合成が
容易にできる。
Further, since the image pickup center of the first image pickup section 11 and the image pickup center of the second image pickup section 12 are both on the central axis of the reflecting mirror 2 and can be very close to each other, the image pickup image Parallax (parallax) can be made extremely small. This makes it easy to combine the images captured by the cameras.

【0046】尚、本実施の形態の撮像装置1を、3CC
DカメラやHDTVカメラや、可視光外(赤外線又は紫
外線)領域用のカメラ等の大型で重量の大きいカメラ部
を有する撮像装置に適用した場合には、基体6の部分が
大型化するが、第1の撮像部11及び第2の撮像部12
は図1及び図2の構成とすることにより小型化すること
ができるため、撮像部(観測位置)が極めて小さく構成
できる。
It should be noted that the image pickup apparatus 1 of the present embodiment is provided with 3CC
When applied to an image pickup apparatus having a large and heavy camera section such as a D camera, an HDTV camera, or a camera for the outside of visible light (infrared or ultraviolet) region, the size of the base 6 becomes large. First imaging unit 11 and second imaging unit 12
1 can be miniaturized by adopting the configuration of FIG. 1 and FIG. 2, so that the image pickup unit (observation position) can be made extremely small.

【0047】さらに、本発明の他の実施の形態として、
撮像装置の概略構成図を図4A及び図4Bに示す。図4
Aは撮像装置の斜視図であり、図4Bは撮像装置の側面
図である。図4Aに示すように、本実施の形態の撮像装
置21では、先の実施の形態の撮像装置1の曲面から成
る反射鏡2の代わりに、正多角錐型即ち正多角錐の一部
となるように平面鏡が配置された反射鏡22を用いて構
成されている。具体的には、第2の撮像部12が先の実
施の形態と同様に同一円周上に配置された8個のカメラ
4により構成され、これに対応して正八角錐型即ち正八
角錐の一部となるように平面鏡が8枚配置されて反射鏡
22を構成している。この反射鏡22も、鏡面が上方に
広がるように配置されて上方に開口部を有している。
Furthermore, as another embodiment of the present invention,
A schematic configuration diagram of the imaging device is shown in FIGS. 4A and 4B. Figure 4
4A is a perspective view of the image pickup apparatus, and FIG. 4B is a side view of the image pickup apparatus. As shown in FIG. 4A, in the image pickup device 21 of the present embodiment, a regular polygonal pyramid type, that is, a part of a regular polygonal pyramid is used instead of the reflecting mirror 2 having the curved surface of the image pickup device 1 of the previous embodiment. As described above, the reflecting mirror 22 in which the plane mirror is arranged is used. Specifically, the second imaging unit 12 is composed of eight cameras 4 arranged on the same circumference as in the previous embodiment, and one of the regular octagonal pyramids, that is, the regular octagonal pyramid is correspondingly formed. Eight flat mirrors are arranged so as to form a portion, and the reflecting mirror 22 is configured. This reflecting mirror 22 is also arranged such that the mirror surface thereof spreads upward and has an opening above.

【0048】第1の撮像部11は、先の実施の形態と同
様に、反射鏡22の中心軸上に撮像中心を有する魚眼レ
ンズ(広角レンズ)により構成され、反射鏡22の上方
の開口部側を撮像するように構成されている。
The first image pickup section 11 is composed of a fish-eye lens (wide-angle lens) having an image pickup center on the central axis of the reflecting mirror 22 as in the previous embodiment, and is located above the reflecting mirror 22 on the opening side. Is configured to be imaged.

【0049】第2の撮像部12は、先の実施の形態と同
様に反射鏡22の中心軸上に中心点を有する同一円周上
に配置された8個のカメラ4により構成されている。こ
れら8個のカメラ4は、その撮像方向が鉛直方向即ち反
射鏡22の中心軸方向と一致する方向となるように配置
されている。また、本実施の形態においても、第2の撮
像部12の撮像中心は、反射鏡22の中心軸上にある。
尚、本実施の形態では、特に反射鏡22が8枚の平面鏡
からなるため、各カメラ4が反射鏡22の各平面鏡の中
心線に対向するように配置されている。
The second image pickup section 12 is composed of eight cameras 4 arranged on the same circumference having a center point on the central axis of the reflecting mirror 22 as in the previous embodiment. These eight cameras 4 are arranged so that the imaging direction thereof is the vertical direction, that is, the direction that coincides with the central axis direction of the reflecting mirror 22. Further, also in the present embodiment, the imaging center of the second imaging unit 12 is on the central axis of the reflecting mirror 22.
In this embodiment, since the reflecting mirror 22 is composed of eight plane mirrors in particular, each camera 4 is arranged so as to face the center line of each plane mirror of the reflecting mirror 22.

【0050】そして、反射鏡22の鏡面が平面であるた
め、虚像の位置は、鏡面に対してカメラ4と対称な位置
になる。また、8個のカメラ4が反射鏡22の中心軸上
に中心点を有する同一円周上に配置され、撮像方向が反
射鏡22の中心軸方向と一致する方向である(平行であ
る)ことにより、8個のカメラに対する虚像の位置が反
射鏡22の中心軸上の一点に一致する。
Since the mirror surface of the reflecting mirror 22 is a plane, the position of the virtual image is symmetrical to the camera 4 with respect to the mirror surface. Further, the eight cameras 4 are arranged on the same circumference having a center point on the central axis of the reflecting mirror 22, and the image pickup direction is a direction (parallel to) the central axis direction of the reflecting mirror 22. Thus, the positions of the virtual images with respect to the eight cameras coincide with one point on the central axis of the reflecting mirror 22.

【0051】さらに、本実施の形態では、先の実施の形
態とは異なり、8個のカメラ4の焦点位置を同一とす
る。これは、上述のように8個のカメラに対する虚像の
位置が一点に一致し、被写体−反射鏡22−カメラ4の
光路の距離が、反射鏡22内での反射位置に影響されな
くなるため、焦点位置を変える必要がなくなるためであ
る。
Further, in the present embodiment, unlike the previous embodiments, the eight cameras 4 have the same focal position. This is because the positions of the virtual images with respect to the eight cameras coincide with one point as described above, and the distance of the subject-reflecting mirror 22-optical path of the camera 4 is not influenced by the reflecting position in the reflecting mirror 22. This is because there is no need to change the position.

【0052】その他の構成は、先の実施の形態の撮像装
置1と同様であるため、重複説明を省略する。
The other structure is the same as that of the image pickup apparatus 1 of the previous embodiment, and the duplicated description will be omitted.

【0053】この場合は、正八角錘型の反射鏡22を用
いていることにより、第2の撮像部12のカメラ4によ
る画角γが90°未満となり、図1の撮像装置1の画角
αより小さくなる。しかしながら、上方を撮像する画角
βの広い魚眼レンズ3により構成される第1の撮像部1
1を有していることにより、第2の撮像部12と合わせ
て広い範囲の撮像を行うことが可能になる。
In this case, since the regular octagonal pyramid-shaped reflecting mirror 22 is used, the angle of view γ by the camera 4 of the second image pickup unit 12 becomes less than 90 °, and the angle of view of the image pickup apparatus 1 in FIG. It becomes smaller than α. However, the first imaging unit 1 configured by the fisheye lens 3 having a wide angle of view β for imaging the upper part
By having 1, the imaging of a wide range can be performed together with the second imaging unit 12.

【0054】本実施の形態の撮像装置21によれば、先
の実施の形態の撮像装置1と同様に、第1の撮像部11
で撮像した映像と、第2の撮像部12の8個のカメラ4
で撮像した映像を合成して、非常に広い視野の映像を得
ることができる。
According to the image pickup device 21 of the present embodiment, the first image pickup section 11 is provided similarly to the image pickup device 1 of the previous embodiment.
And the eight cameras 4 of the second image pickup unit 12
By combining the images picked up in, it is possible to obtain an image with a very wide field of view.

【0055】また、第2の撮像部12では、8個のカメ
ラ4で撮像方向を8つの方向として撮像領域を分担して
いるため、それぞれのカメラ4により高い解像度で撮像
を行うことにより、広い領域を高い解像度で撮像するこ
とが可能になる。
Further, in the second image pickup section 12, the eight cameras 4 share the image pickup area with the image pickup directions set to eight directions. It is possible to capture an image of a region with high resolution.

【0056】さらに、第1の撮像部11及び第2の撮像
部12にそれぞれ同期信号を供給することにより、動き
のある被写体の映像を広い視野で撮像すると共に時間経
過に沿って合成することができる。
Further, by supplying a synchronization signal to each of the first image pickup section 11 and the second image pickup section 12, it is possible to pick up an image of a moving subject with a wide field of view and combine the images over time. it can.

【0057】また、第1の撮像部11の撮像中心と、第
2の撮像部12の撮像中心がいずれも反射鏡22の中心
軸上にあり、これらを非常に近くすることができるた
め、撮像画像のパララックス(視差)を極めて小さくす
ることができる。これにより、各カメラにより撮像した
画像の合成が容易にできる。
Further, since the image pickup center of the first image pickup unit 11 and the image pickup center of the second image pickup unit 12 are both on the central axis of the reflecting mirror 22, and these can be made very close to each other, the image pickup is performed. The parallax of an image can be made extremely small. This makes it easy to combine the images captured by the cameras.

【0058】上述の各実施の形態では、第1の撮像部1
1を魚眼レンズ3により構成しているが、第1の撮像部
11をその他の構成としてもよい。例えば複数の小さい
カメラを放射状に配置して反射鏡の上方の領域を分担し
て撮像する構成を採ることも可能である。
In each of the above embodiments, the first image pickup section 1
Although 1 is configured by the fisheye lens 3, the first imaging unit 11 may be configured by other configurations. For example, it is possible to adopt a configuration in which a plurality of small cameras are radially arranged and the region above the reflecting mirror is shared to take an image.

【0059】また、上述の各実施の形態では、反射鏡
2,22の中心軸を鉛直方向としているが、撮像装置の
用途によっては、反射鏡の中心軸を水平方向やその他の
方向としてもよい。その場合も、第1の撮像部で反射鏡
の開口部側を撮像し、第2の撮像部で反射鏡に映った像
を撮像するように構成する。
Further, in the above-mentioned respective embodiments, the central axes of the reflecting mirrors 2 and 22 are set to the vertical direction, but the central axis of the reflecting mirror may be set to the horizontal direction or other directions depending on the use of the image pickup apparatus. . Also in this case, the first image pickup unit takes an image of the opening side of the reflecting mirror, and the second image pickup unit takes an image of the reflecting mirror.

【0060】さらに、上述の各実施の形態では、魚眼レ
ンズ(広角レンズ)3が反射鏡2,22の開口面より外
に配置されているが、反射鏡の開口面より内側に第1の
撮像部のレンズ等を設けてもよい。特に図1のように第
2の撮像部12による撮像範囲が広い場合には、第1の
撮像部11が開口面より内側であっても全体として広い
撮像範囲をカバーすることができる。いずれの場合も、
第1の撮像部は、反射鏡の外面及びこの反射鏡の外面を
開口部側に延長した面の内部に設けられる。
Further, in each of the above-mentioned embodiments, the fish-eye lens (wide-angle lens) 3 is arranged outside the opening surface of the reflecting mirrors 2 and 22, but the first image pickup section is located inside the opening surface of the reflecting mirror. The lens or the like may be provided. In particular, when the image pickup range of the second image pickup unit 12 is wide as shown in FIG. 1, even if the first image pickup unit 11 is inside the opening surface, it is possible to cover the wide image pickup range as a whole. In either case,
The first imaging unit is provided inside the outer surface of the reflecting mirror and the surface of the reflecting mirror that extends toward the opening.

【0061】本発明は、上述の実施の形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他
様々な構成が取り得る。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various other configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

【0062】[0062]

【発明の効果】上述の本発明によれば、第1の撮像部と
第2の撮像部により、合わせて広い視野の撮像を行うこ
とができる。また、第2の撮像部では複数のカメラで撮
像領域を分担して撮像することになり、各カメラで高い
解像度で撮像することにより、広い範囲を高い解像度で
撮像することが可能になる。
As described above, according to the present invention, the first image pickup section and the second image pickup section can collectively pick up an image with a wide field of view. Further, in the second image pickup unit, the plurality of cameras share the image pickup area and pick up the images. By picking up the images with high resolution by the cameras, it is possible to pick up a wide range with high resolution.

【0063】さらに、本発明によれば、第1の撮像部及
び第2の撮像部にそれぞれ同期信号を供給することによ
り、動きのある被写体の映像を広い視野で撮像すると共
に時間経過に沿って合成することが可能になる。また、
第2の撮像部12の複数のカメラの撮像中心が反射鏡の
中心軸上になり、これらを非常に近くすることができる
ため、撮像画像のパララックス(視差)を極めて小さく
することができる。従って、容易に信号を合成して全天
(全方位)等の広い範囲の画像信号を作製することがで
きる。
Further, according to the present invention, by supplying the synchronizing signals to the first image pickup section and the second image pickup section respectively, an image of a moving subject can be picked up with a wide field of view and the time can be improved. It becomes possible to synthesize. Also,
Since the imaging centers of the plurality of cameras of the second imaging unit 12 are on the central axis of the reflecting mirror and can be very close to each other, parallax (parallax) of the captured image can be made extremely small. Therefore, the signals can be easily combined to produce an image signal in a wide range such as omnidirectional (omnidirectional).

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施の形態の撮像装置の概略構成図
(側面図)である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram (side view) of an image pickup apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の撮像装置を上方から透視した平面図であ
る。
FIG. 2 is a plan view of the image pickup apparatus of FIG. 1 seen through from above.

【図3】図1の撮像装置における撮像信号の合成処理を
行うための構成の一形態を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of a configuration for performing a synthesis process of image pickup signals in the image pickup apparatus in FIG.

【図4】A 本発明の他の実施の形態の撮像装置の概略
構成図(斜視図)である。B 図4Aの撮像装置の側面
図である。
FIG. 4A is a schematic configuration diagram (perspective view) of an image pickup apparatus according to another embodiment of the present invention. 4B is a side view of the imaging device of FIG. 4A. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,21 撮像装置、2,22 反射鏡、3 魚眼レン
ズ、4,4A,4B カメラ、7 撮像素子、8 信号
合成部、9 モニタ、11 第1の撮像部、12第2の
撮像部
1, 21 Image pickup device, 2, 22 Reflector, 3 Fisheye lens, 4, 4A, 4B camera, 7 Image pickup element, 8 Signal combining section, 9 Monitor, 11 First image pickup section, 12 Second image pickup section

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 5/225 H04N 5/225 Z ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (51) Int.Cl. 7 Identification Code FI Theme Coat (Reference) H04N 5/225 H04N 5/225 Z

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 中心軸の周囲に鏡面が配置され、該鏡面
が中心軸の一方の側に広がって開口部を有する反射鏡
と、 上記反射鏡の外面及び該反射鏡の外面を上記開口部側に
延長した面の内部に設けられた第1の撮像部と、 上記反射鏡の鏡面に対向し、かつ上記中心軸上に中心点
を有する同一円周上に等間隔に配置された複数のカメラ
から成る第2の撮像部とを有することを特徴とする撮像
装置。
1. A reflecting mirror having a mirror surface arranged around a central axis, the mirror surface spreading to one side of the central axis and having an opening, and an outer surface of the reflecting mirror and an outer surface of the reflecting mirror having the opening. A first imaging unit provided inside the surface extended to the side, and a plurality of the plurality of units arranged at equal intervals on the same circumference having a center point on the central axis, facing the mirror surface of the reflecting mirror. An image pickup apparatus comprising: a second image pickup unit including a camera.
【請求項2】 上記第1の撮像部が1つの魚眼レンズを
有してなり、該魚眼レンズの撮像中心が上記反射鏡の中
心軸上にあることを特徴とする請求項1に記載の撮像装
置。
2. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the first image pickup section has one fisheye lens, and an image pickup center of the fisheye lens is on a central axis of the reflecting mirror.
【請求項3】 上記反射鏡が双曲面形又は放物面形であ
ることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
3. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the reflecting mirror has a hyperboloid shape or a parabolic shape.
【請求項4】 上記反射鏡が双曲面形又は放物面形であ
り、かつ上記第2の撮像部が焦点の短いカメラと焦点の
長いカメラとを交互に配置して構成されていることを特
徴とする請求項1に記載の撮像装置。
4. The reflecting mirror has a hyperboloid shape or a parabolic shape, and the second image pickup section is configured by alternately arranging short focus cameras and long focus cameras. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the image pickup apparatus is provided.
【請求項5】 上記反射鏡が平面鏡を正多角錐型に配置
して成ることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
5. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the reflecting mirror is formed by arranging plane mirrors in a regular polygonal pyramid shape.
【請求項6】 上記第1の撮像部及び上記第2の撮像部
によりそれぞれ撮像された映像の信号を合成する信号合
成手段を有することを特徴とする請求項1に記載の撮像
装置。
6. The image pickup apparatus according to claim 1, further comprising a signal synthesizing means for synthesizing signals of images respectively picked up by the first image pickup section and the second image pickup section.
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